JP3065093B2 - ２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents
２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置Info
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- JP3065093B2 JP3065093B2 JP2220405A JP22040590A JP3065093B2 JP 3065093 B2 JP3065093 B2 JP 3065093B2 JP 2220405 A JP2220405 A JP 2220405A JP 22040590 A JP22040590 A JP 22040590A JP 3065093 B2 JP3065093 B2 JP 3065093B2
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- fuel
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- combustion
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両用２サイクルエンジンでインジェクタ
により燃料を筒内に直接噴射（直噴）する方式の場合の
燃料噴射制御装置に関し、詳しくは、２個のインジェク
タを有するツインインジェクタ方式における各インジェ
クタの燃料噴射制御に関する。
により燃料を筒内に直接噴射（直噴）する方式の場合の
燃料噴射制御装置に関し、詳しくは、２個のインジェク
タを有するツインインジェクタ方式における各インジェ
クタの燃料噴射制御に関する。
一般に２サイクル筒内直噴エンジンは、燃焼室にイン
ジェクタが取付けられ、第６図（ａ）に示すように排気
ポート閉後から点火前の範囲でインジェクタから燃料噴
射され、これにより燃料の吹き抜けを防ぐものである。
この場合の燃料噴射可能な範囲αは例えばクランク角60
度であり、この分の時間は同図（ｂ）のようにエンジン
回転数に応じて減少し、高回転域では噴射可能な時間が
非常に短かくなる。
ジェクタが取付けられ、第６図（ａ）に示すように排気
ポート閉後から点火前の範囲でインジェクタから燃料噴
射され、これにより燃料の吹き抜けを防ぐものである。
この場合の燃料噴射可能な範囲αは例えばクランク角60
度であり、この分の時間は同図（ｂ）のようにエンジン
回転数に応じて減少し、高回転域では噴射可能な時間が
非常に短かくなる。
従ってインジェクタでは、上記クランク角の所定の範
囲αで常に所定の燃料を噴射することが要求される。こ
こでインジェクタには、高圧１流体式とアシスト空気を
用いた低圧２流体式とがあり、高圧１流体式で燃料の調
量をパルス幅で行う方式ではダイナミックレンジ（最大
流量と最小流量の比）に限界があるため、高回転域の短
時間には燃料を噴射しきれないことがある。低圧２流体
式の場合は空気により燃料噴射する構成であるからダイ
ナミックレンジは広くなり得るが、燃料の量が増大する
のに応じ空気と燃料との比が小さくなり、燃料の微粒化
と共に燃焼が悪化して出力低下する。このため、安定し
た燃焼を行うための燃料噴射量には自ずから限界があ
り、高負荷高回転域までのすべての領域をカバーするこ
とはできない。このことから、２サイクルエンジンの高
回転，高出力化を達成するためには、高回転域で短時間
に確実に燃料噴射することが必要不可欠になる。
囲αで常に所定の燃料を噴射することが要求される。こ
こでインジェクタには、高圧１流体式とアシスト空気を
用いた低圧２流体式とがあり、高圧１流体式で燃料の調
量をパルス幅で行う方式ではダイナミックレンジ（最大
流量と最小流量の比）に限界があるため、高回転域の短
時間には燃料を噴射しきれないことがある。低圧２流体
式の場合は空気により燃料噴射する構成であるからダイ
ナミックレンジは広くなり得るが、燃料の量が増大する
のに応じ空気と燃料との比が小さくなり、燃料の微粒化
と共に燃焼が悪化して出力低下する。このため、安定し
た燃焼を行うための燃料噴射量には自ずから限界があ
り、高負荷高回転域までのすべての領域をカバーするこ
とはできない。このことから、２サイクルエンジンの高
回転，高出力化を達成するためには、高回転域で短時間
に確実に燃料噴射することが必要不可欠になる。
また２サイクルエンジンは、本来低速低負荷で失火を
生じ易いため、燃焼室形状，インジェクタと点火プラグ
の配置，燃料噴射タイミング等を成層化に適するように
定めて成層燃焼することが望まれる。これに対して高負
荷では、成層化すると新気の利用率が不充分で出力が低
下するため、むしろ予混合均一燃焼する方がよい。従っ
てインジェクタの配置，燃料噴射タイミング等は、予混
合均一燃焼を可能にすることが望まれる。
生じ易いため、燃焼室形状，インジェクタと点火プラグ
の配置，燃料噴射タイミング等を成層化に適するように
定めて成層燃焼することが望まれる。これに対して高負
荷では、成層化すると新気の利用率が不充分で出力が低
下するため、むしろ予混合均一燃焼する方がよい。従っ
てインジェクタの配置，燃料噴射タイミング等は、予混
合均一燃焼を可能にすることが望まれる。
従来、この種のツインインジェクタ方式に関しては、
例えば特開昭63−189614号公報の先行技術がある。ここ
で、４サイクルエンジンの燃焼室の中心に点火プラグを
設け、点火プラグの左右に２個のインジェクタを対称的
に傾けて配置することが示されている。また、特開昭50
−129805号公報では、主副燃焼室を階層状に設け、主燃
焼室には主燃焼用ノズルを取付け、副燃焼室には点火プ
ラグと着火用ノズルを取付けることが示されている。
例えば特開昭63−189614号公報の先行技術がある。ここ
で、４サイクルエンジンの燃焼室の中心に点火プラグを
設け、点火プラグの左右に２個のインジェクタを対称的
に傾けて配置することが示されている。また、特開昭50
−129805号公報では、主副燃焼室を階層状に設け、主燃
焼室には主燃焼用ノズルを取付け、副燃焼室には点火プ
ラグと着火用ノズルを取付けることが示されている。
ところで、上記先行技術の前者のものは、負荷の大小
にかかわらず予混合均一燃焼させ、燃焼自体短縮化する
技術思想であり、２サイクルエンジンに適用しても意味
がない。また後者のものは、副燃焼室が各別に設けられ
るので、その掃気が不充分になって着火不良を生じ易
い。上下方向に成層化するため高噴射域での空気利用率
が低下し、スワール流が成層化に重要な要素になってい
るので、運転条件に応じた制御を行い難い等の問題があ
る。
にかかわらず予混合均一燃焼させ、燃焼自体短縮化する
技術思想であり、２サイクルエンジンに適用しても意味
がない。また後者のものは、副燃焼室が各別に設けられ
るので、その掃気が不充分になって着火不良を生じ易
い。上下方向に成層化するため高噴射域での空気利用率
が低下し、スワール流が成層化に重要な要素になってい
るので、運転条件に応じた制御を行い難い等の問題があ
る。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、２サイクルエンジンのインジェクタ
による筒内直噴式において、すべての領域で確実に燃焼
噴射し、更に低，中負荷と高負荷とで最適燃焼すること
が可能な２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置を提供
することにある。
的とするところは、２サイクルエンジンのインジェクタ
による筒内直噴式において、すべての領域で確実に燃焼
噴射し、更に低，中負荷と高負荷とで最適燃焼すること
が可能な２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置を提供
することにある。
上記目的を達成するため本発明の燃料噴射制御装置
は、エンジン本体の燃焼室に制御ユニットにより燃料噴
射制御される第１インジェクタ及び第２インジェクタ
と、点火時期制御される点火プラグを有し、低、中負荷
では、上記第１インジェクタの燃料噴射タイミングを点
火時期側に遅れて定め、かつ燃料噴射パルス幅を可変制
御して上記第１インジェクタのみにより燃料噴射し、高
負荷では、上記第１インジェクタの燃料噴射パルス幅を
最小に固定し点火時期側に遅れて定め、上記第２インジ
ェクタの燃料噴射タイミングを吹き抜け限界側に進めて
定め、かつ燃料噴射パルス幅を可変制御して上記第１、
第２インジェクタにより燃料噴射するように制御するこ
とを特徴としている。
は、エンジン本体の燃焼室に制御ユニットにより燃料噴
射制御される第１インジェクタ及び第２インジェクタ
と、点火時期制御される点火プラグを有し、低、中負荷
では、上記第１インジェクタの燃料噴射タイミングを点
火時期側に遅れて定め、かつ燃料噴射パルス幅を可変制
御して上記第１インジェクタのみにより燃料噴射し、高
負荷では、上記第１インジェクタの燃料噴射パルス幅を
最小に固定し点火時期側に遅れて定め、上記第２インジ
ェクタの燃料噴射タイミングを吹き抜け限界側に進めて
定め、かつ燃料噴射パルス幅を可変制御して上記第１、
第２インジェクタにより燃料噴射するように制御するこ
とを特徴としている。
上記構成に基づき、２サイクルエンジンは燃焼室の２
個のインジェクタにより、各負荷に応じ筒内直噴されて
燃焼することになり、低，中負荷では、第１インジェク
タからのみ所定の燃料噴射パルス幅と燃料噴射タイミン
グで燃料噴射され、これと点火プラグとの関係により成
層燃焼する。高負荷では、第２インジェクタから所定の
燃料噴射パルス幅と燃料噴射タイミングとで充分に燃料
噴射され、更に第１インジェクタからの着火のための火
種として最少量燃料噴射されて予混合均一燃焼する。
個のインジェクタにより、各負荷に応じ筒内直噴されて
燃焼することになり、低，中負荷では、第１インジェク
タからのみ所定の燃料噴射パルス幅と燃料噴射タイミン
グで燃料噴射され、これと点火プラグとの関係により成
層燃焼する。高負荷では、第２インジェクタから所定の
燃料噴射パルス幅と燃料噴射タイミングとで充分に燃料
噴射され、更に第１インジェクタからの着火のための火
種として最少量燃料噴射されて予混合均一燃焼する。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図において、２サイクルエンジンの全体の構成に
ついて述べると、符号１は２サイクルエンジンの本体で
あり、シリンダ２にピストン３が往復動可能に挿入さ
れ、クランク室４のクランク軸５に対し偏心したコンロ
ッド６によりピストン３が連結し、クランク軸５にはピ
ストン３の往復動慣性力を相殺するようにバランサ７が
設けられる。
ついて述べると、符号１は２サイクルエンジンの本体で
あり、シリンダ２にピストン３が往復動可能に挿入さ
れ、クランク室４のクランク軸５に対し偏心したコンロ
ッド６によりピストン３が連結し、クランク軸５にはピ
ストン３の往復動慣性力を相殺するようにバランサ７が
設けられる。
シリンダ２にはピストン３によって所定のタイミング
で開閉される排気ポート11が開口し、この排気ポート11
と連通する排気管12に触媒装置13,排気チャンバ14,マフ
ラー15が配設される。また、シリンダ２の排気ポート11
の位置から略90度ずれた位置（または排気ポート11に対
向した位置）には、ピストン３によって所定のタイミン
グで開閉する主掃気ポート16a,副掃気ポート16bが開口
する。
で開閉される排気ポート11が開口し、この排気ポート11
と連通する排気管12に触媒装置13,排気チャンバ14,マフ
ラー15が配設される。また、シリンダ２の排気ポート11
の位置から略90度ずれた位置（または排気ポート11に対
向した位置）には、ピストン３によって所定のタイミン
グで開閉する主掃気ポート16a,副掃気ポート16bが開口
する。
次いで、掃気系について述べると、主，副掃気ポート
16a,16bと連通する給気管17に掃気ポート開閉時の掃気
圧力波を吸収する掃気チャンバ18,掃気を冷却するイン
タークーラ19を介して容積型の掃気ポンプ20が連設され
る。また、掃気ポンプ20の上流のエアクリーナ21側とイ
ンタークーラ19の下流との間にはバイパス通路22が連通
し、このバイパス通路22に負荷制御用の制御弁23が設け
られている。
16a,16bと連通する給気管17に掃気ポート開閉時の掃気
圧力波を吸収する掃気チャンバ18,掃気を冷却するイン
タークーラ19を介して容積型の掃気ポンプ20が連設され
る。また、掃気ポンプ20の上流のエアクリーナ21側とイ
ンタークーラ19の下流との間にはバイパス通路22が連通
し、このバイパス通路22に負荷制御用の制御弁23が設け
られている。
ここで掃気ポンプ20は、伝動手段25を介してクランク
軸５に連結し、エンジン出力により常に掃気ポンプ20を
駆動して掃気圧を生じる。またアクセルペダル26がスト
ローク変換手段27を介して制御弁23に連結し、アクセル
開度に対し制御弁23の開度を反比例的に定めるようにな
っている。
軸５に連結し、エンジン出力により常に掃気ポンプ20を
駆動して掃気圧を生じる。またアクセルペダル26がスト
ローク変換手段27を介して制御弁23に連結し、アクセル
開度に対し制御弁23の開度を反比例的に定めるようにな
っている。
一方、燃焼室８は例えば球形オフセット型であり、成
層燃焼に適した形状を成している。そしてこの燃焼室８
の球形部8aに成層燃焼用の第１インジェクタ10aが設置
され、点火プラグ９がプラグギャップ9aを第１インジェ
クタ10aの直下に設置して取付けられる。また、均一燃
焼用の第２インジェクタ10bが、燃焼室８のスキッシュ
エリア部8bの略中央にシリンダ２に向けて設置される。
これらの第1,第２インジェクタ10a,10bと点火プラグ９
とは、第２図のように燃焼室８のほぼ中心線上に配置さ
れる。
層燃焼に適した形状を成している。そしてこの燃焼室８
の球形部8aに成層燃焼用の第１インジェクタ10aが設置
され、点火プラグ９がプラグギャップ9aを第１インジェ
クタ10aの直下に設置して取付けられる。また、均一燃
焼用の第２インジェクタ10bが、燃焼室８のスキッシュ
エリア部8bの略中央にシリンダ２に向けて設置される。
これらの第1,第２インジェクタ10a,10bと点火プラグ９
とは、第２図のように燃焼室８のほぼ中心線上に配置さ
れる。
第１インジェクタ10aは高圧１流体式で、第４図
（ｃ）のように燃料噴射量が少ないと共にその噴射割合
の小さい低流量型であり、貫通力が弱くて噴射角が比較
的広く（例えば60度前後）、微粒化の非常に良い成層燃
焼に適した特性である。また、第２インジェクタ10bは
同じく高圧１流体式で、第４図（ｃ）のようにダイナミ
ックレンジの広い高流量型であり、噴射角が狭く（例え
ば30〜40度）て貫通力が強く、均一燃焼に適した特性で
ある。
（ｃ）のように燃料噴射量が少ないと共にその噴射割合
の小さい低流量型であり、貫通力が弱くて噴射角が比較
的広く（例えば60度前後）、微粒化の非常に良い成層燃
焼に適した特性である。また、第２インジェクタ10bは
同じく高圧１流体式で、第４図（ｃ）のようにダイナミ
ックレンジの広い高流量型であり、噴射角が狭く（例え
ば30〜40度）て貫通力が強く、均一燃焼に適した特性で
ある。
第1,第２インジェクタ10a,10bには高圧燃料系30が装
備されており、この高圧燃料系30は、燃料タンク31から
の通路36が、フィルタ32,モータ38または直接クランク
軸５で駆動される高圧ポンプ33,燃圧調整ソレノイド弁3
4,アキュムレータ35を有して第1,第２インジェクタ10a,
10bに連通する。またソレノイド弁34から燃料タンク31
には戻り通路37が連通し、ソレノイド弁34により第1,第
２インジェクタ10a,10bの燃圧を所定の高圧に調整して
いる。
備されており、この高圧燃料系30は、燃料タンク31から
の通路36が、フィルタ32,モータ38または直接クランク
軸５で駆動される高圧ポンプ33,燃圧調整ソレノイド弁3
4,アキュムレータ35を有して第1,第２インジェクタ10a,
10bに連通する。またソレノイド弁34から燃料タンク31
には戻り通路37が連通し、ソレノイド弁34により第1,第
２インジェクタ10a,10bの燃圧を所定の高圧に調整して
いる。
なお、戻り通路37は、第1,第２インジェクタ10a,10b
から戻し、その途中に調圧弁を設ける循環式としてもよ
い。
から戻し、その途中に調圧弁を設ける循環式としてもよ
い。
制御系として、エンジン回転数Ｎを検出するエンジン
回転数センサ40,アクセル開度ψを検出するアクセル開
度センサ41を有し、これらのセンサ信号が制御ユニット
45に入力して処理される。そして制御ユニット45から点
火プラグ９に点火信号を、第1,第２インジェクタ10a,10
bに燃料噴射パルスおよび燃料噴射タイミング信号を、
ソレノイド弁34に燃圧信号をそれぞれ出力するようにな
っている。
回転数センサ40,アクセル開度ψを検出するアクセル開
度センサ41を有し、これらのセンサ信号が制御ユニット
45に入力して処理される。そして制御ユニット45から点
火プラグ９に点火信号を、第1,第２インジェクタ10a,10
bに燃料噴射パルスおよび燃料噴射タイミング信号を、
ソレノイド弁34に燃圧信号をそれぞれ出力するようにな
っている。
第３図において、制御ユニット45の燃料噴射制御系に
ついて述べる。
ついて述べる。
まず、エンジン回転数Ｎとアクセル開度ψとが入力す
る運転条件判定部46を有し、エンジン回転数N,アクセル
開度ψにより各運転条件を判断するのであり、この運転
条件の信号が燃料噴射パルス幅検索部47,燃料噴射タイ
ミング検索部48に入力する。燃料噴射パルス幅検索部47
は、第1,第２インジェクタ10a,10bの燃料噴射パルス幅
マップの第1,第２マップ設定部49,50を有し、これらの
マップを検索して第１インジェクタ10aの燃料噴射パル
ス幅Ti1,第２インジェクタ10bの燃料噴射パルス幅Ti2を
定める。第１インジェクタ10aの燃料噴射パルス幅Ti
1は、第４図（ａ）の実線のように高負荷側の所定のア
クセル開度ψ１までの低，中負荷域において、負荷に対
して増大関数で設定され、所定のアクセル開度ψ１以上
では均一燃焼時の着火の火種としてアイドリング相当の
最小値Tioに固定される。第２インジェクタ10bの燃料噴
射パルス幅Ti2は、第４図（ａ）の破線で示すように高
負荷側の所定のアクセル開度ψ１で、この場合の適正な
燃料噴射パルス幅Tipに設定され、これ以上の高負荷域
において負荷に対し増大関数で設定され、いずれもエン
ジン回転数Ｎに対しては略一定になっている。ここで、
所定のアクセル開度ψ１は均一燃焼しても失火を生じな
い最低給気比の負荷であり、実験等により決定される。
る運転条件判定部46を有し、エンジン回転数N,アクセル
開度ψにより各運転条件を判断するのであり、この運転
条件の信号が燃料噴射パルス幅検索部47,燃料噴射タイ
ミング検索部48に入力する。燃料噴射パルス幅検索部47
は、第1,第２インジェクタ10a,10bの燃料噴射パルス幅
マップの第1,第２マップ設定部49,50を有し、これらの
マップを検索して第１インジェクタ10aの燃料噴射パル
ス幅Ti1,第２インジェクタ10bの燃料噴射パルス幅Ti2を
定める。第１インジェクタ10aの燃料噴射パルス幅Ti
1は、第４図（ａ）の実線のように高負荷側の所定のア
クセル開度ψ１までの低，中負荷域において、負荷に対
して増大関数で設定され、所定のアクセル開度ψ１以上
では均一燃焼時の着火の火種としてアイドリング相当の
最小値Tioに固定される。第２インジェクタ10bの燃料噴
射パルス幅Ti2は、第４図（ａ）の破線で示すように高
負荷側の所定のアクセル開度ψ１で、この場合の適正な
燃料噴射パルス幅Tipに設定され、これ以上の高負荷域
において負荷に対し増大関数で設定され、いずれもエン
ジン回転数Ｎに対しては略一定になっている。ここで、
所定のアクセル開度ψ１は均一燃焼しても失火を生じな
い最低給気比の負荷であり、実験等により決定される。
燃料噴射タイミング検索部48は、第1,第２インジェク
タ10a,10bの燃料噴射タイミングの第1,第２マップ設定
部51,52を有し、これらのマップを検索して第１インジ
ェクタ10aの燃料噴射開始のタイミングTs1,第２インジ
ェクタ10bの燃料噴射開始のタイミングTs2を定める。第
１インジェクタ10aの燃料噴射開始のタイミングTs1は、
第４図（ｂ）の実線のように点火時期θ１に近い遅いタ
イミングであり、各負荷の燃料噴射パルス幅Ti1に応じ
て進角する。第２インジェクタ10bの燃料噴射開始のタ
イミングTs2は、第４図（ｂ）の破線のように高負荷側
の所定のアクセル開度ψ１以上で動的吹き抜け限界θ２
に近く進んだタイミングになっている。そして第１イン
ジェクタ10aの燃料噴射パルス幅Ti1,第１インジェクタ1
0aの燃料噴射開始のタイミングTs1は駆動部53に入力
し、第２インジェクタ10bの燃料噴射パルス幅Ti2,燃料
噴射開始のタイミングTs2は駆動部54に入力するように
構成される。
タ10a,10bの燃料噴射タイミングの第1,第２マップ設定
部51,52を有し、これらのマップを検索して第１インジ
ェクタ10aの燃料噴射開始のタイミングTs1,第２インジ
ェクタ10bの燃料噴射開始のタイミングTs2を定める。第
１インジェクタ10aの燃料噴射開始のタイミングTs1は、
第４図（ｂ）の実線のように点火時期θ１に近い遅いタ
イミングであり、各負荷の燃料噴射パルス幅Ti1に応じ
て進角する。第２インジェクタ10bの燃料噴射開始のタ
イミングTs2は、第４図（ｂ）の破線のように高負荷側
の所定のアクセル開度ψ１以上で動的吹き抜け限界θ２
に近く進んだタイミングになっている。そして第１イン
ジェクタ10aの燃料噴射パルス幅Ti1,第１インジェクタ1
0aの燃料噴射開始のタイミングTs1は駆動部53に入力
し、第２インジェクタ10bの燃料噴射パルス幅Ti2,燃料
噴射開始のタイミングTs2は駆動部54に入力するように
構成される。
次いで、このように構成された２サイクルエンジンの
作用について述べる。
作用について述べる。
先ず、掃気ポンプ20から吐出してインタークーラ19に
より冷却される給気は、バイパス通路22により吸気側に
戻るように循環し、制御弁23でこの戻り量を制限した分
の掃気量がシリンダ２側に給気されることになる。ここ
で、アクセル開度ψに対し制御弁23の開度θは反比例的
に設定され、アクセル開度ψが小さい場合は制御弁23の
開度により多く戻されて掃気量が少なくなるのであり、
こうしてポンプ損失を生じることなくアクセル開度ψに
応じた掃気量に調整される。
より冷却される給気は、バイパス通路22により吸気側に
戻るように循環し、制御弁23でこの戻り量を制限した分
の掃気量がシリンダ２側に給気されることになる。ここ
で、アクセル開度ψに対し制御弁23の開度θは反比例的
に設定され、アクセル開度ψが小さい場合は制御弁23の
開度により多く戻されて掃気量が少なくなるのであり、
こうしてポンプ損失を生じることなくアクセル開度ψに
応じた掃気量に調整される。
そこで、第１図のようにピストン３が下死点付近に位
置して排気ポート11と共に主，副掃気ポート16a,16bを
開くと、アクセル開度に応じた掃気量の新気が掃気ポン
プ20により加圧され、インタークーラ19で冷却されて
主，副掃気ポート16a,16bよりシリンダ２の内部に流入
する。そして、この新気により排気ポート11から残留ガ
スを押し出して掃気作用するのであり、こうして短時間
に空気のみの新気がシリンダ２に給気される。そして、
ピストン３の上昇時に主，副掃気ポート16a,16bと排気
ポート11とが閉じることで、上記掃気が終了して圧縮行
程に移行する。
置して排気ポート11と共に主，副掃気ポート16a,16bを
開くと、アクセル開度に応じた掃気量の新気が掃気ポン
プ20により加圧され、インタークーラ19で冷却されて
主，副掃気ポート16a,16bよりシリンダ２の内部に流入
する。そして、この新気により排気ポート11から残留ガ
スを押し出して掃気作用するのであり、こうして短時間
に空気のみの新気がシリンダ２に給気される。そして、
ピストン３の上昇時に主，副掃気ポート16a,16bと排気
ポート11とが閉じることで、上記掃気が終了して圧縮行
程に移行する。
このとき第1,第２インジェクタ10a,10bには、高圧燃
料系30のソレノイド弁34で調整された高い燃圧の燃料が
導かれており、第１インジェクタ10a,または第１インジ
ェクタ10aと第２インジェクタ10bとにパルス信号が入力
して開くと、その燃料噴射パルス幅に応じた燃料がシリ
ンダ２内に噴射して混合気を生成することになる。ま
た、制御ユニット45では、エンジン回転数N,アクセル開
度ψにより各運転条件が判断され、これに基づき燃料噴
射パルス幅検索部47,燃料噴射タイミング検索部48で、
第1,第２インジェクタ10a,10bの燃料噴射パルス幅Ti1,T
i2と第1,第２インジェクタ10a,10bの燃料噴射タイミン
グTs1,Ts2とがマップ検索されている。
料系30のソレノイド弁34で調整された高い燃圧の燃料が
導かれており、第１インジェクタ10a,または第１インジ
ェクタ10aと第２インジェクタ10bとにパルス信号が入力
して開くと、その燃料噴射パルス幅に応じた燃料がシリ
ンダ２内に噴射して混合気を生成することになる。ま
た、制御ユニット45では、エンジン回転数N,アクセル開
度ψにより各運転条件が判断され、これに基づき燃料噴
射パルス幅検索部47,燃料噴射タイミング検索部48で、
第1,第２インジェクタ10a,10bの燃料噴射パルス幅Ti1,T
i2と第1,第２インジェクタ10a,10bの燃料噴射タイミン
グTs1,Ts2とがマップ検索されている。
そこで低，中負荷の場合は、第４図（ａ）のマップに
より燃料噴射パルス幅Ti1のみが、第４図（ｂ）のマッ
プの燃料噴射タイミングTs1で第１インジェクタ10aに出
力される。このため第５図（ａ），（ｂ）のように、第
１インジェクタ10aから点火直前に各負荷に応じた燃料
が、広い噴射角で良好に微粒化して噴射され、この燃料
が燃焼室８で圧縮終了近くの縦スワールの空気流に拡散
することなく、点火プラグ９のギャップ付近が濃混合気
になる。そしてこの濃混合気にプラグキャップ9aで着火
されることで、完全に成層燃焼する。
より燃料噴射パルス幅Ti1のみが、第４図（ｂ）のマッ
プの燃料噴射タイミングTs1で第１インジェクタ10aに出
力される。このため第５図（ａ），（ｂ）のように、第
１インジェクタ10aから点火直前に各負荷に応じた燃料
が、広い噴射角で良好に微粒化して噴射され、この燃料
が燃焼室８で圧縮終了近くの縦スワールの空気流に拡散
することなく、点火プラグ９のギャップ付近が濃混合気
になる。そしてこの濃混合気にプラグキャップ9aで着火
されることで、完全に成層燃焼する。
この領域では、第１のインジェクタ10aのみにより噴
射が高い精度で制御され、最適に空燃比制御され得る。
射が高い精度で制御され、最適に空燃比制御され得る。
次いで、所定のアクセル開度ψ１以上で均一燃焼して
も失火を生じない高負荷の場合は、先ず第４図（ａ）の
マップによる燃料噴射パルス幅Ti2が、第４図（ｂ）の
マップの燃料噴射タイミングTs2で、燃料の吹き抜けを
生じない範囲で最も早いタイミングで第２インジェクタ
10bに出力される。このため第５図（ｃ），（ｄ）のよ
うに、各負荷に応じた多量の燃料が、燃焼室８のスキッ
シュエリア部8bの第２インジェクタ10bからシリンダ２
に向け、圧縮初期に強い貫通力で噴射される。こうし
て、高負荷に応じた燃料噴射量が確保され、この燃料は
シリンダ２内に広く拡散し、圧縮中に空気と予混合す
る。一方、点火直前には、更に最少値Tioの燃料噴射パ
ルス幅Ti1がそのタイミングTs1で第１インジェクタ10a
に出力することで、第１インジェクタ10aから最少量の
燃料が噴射される。そこでこの燃料で、プラグキャップ
9aの付近に火種用の濃混合気が生成されることになり、
この濃混合気に着火されて上述の予混合気は良好に均一
燃焼し、空気利用率の高い燃焼を行うようになる。
も失火を生じない高負荷の場合は、先ず第４図（ａ）の
マップによる燃料噴射パルス幅Ti2が、第４図（ｂ）の
マップの燃料噴射タイミングTs2で、燃料の吹き抜けを
生じない範囲で最も早いタイミングで第２インジェクタ
10bに出力される。このため第５図（ｃ），（ｄ）のよ
うに、各負荷に応じた多量の燃料が、燃焼室８のスキッ
シュエリア部8bの第２インジェクタ10bからシリンダ２
に向け、圧縮初期に強い貫通力で噴射される。こうし
て、高負荷に応じた燃料噴射量が確保され、この燃料は
シリンダ２内に広く拡散し、圧縮中に空気と予混合す
る。一方、点火直前には、更に最少値Tioの燃料噴射パ
ルス幅Ti1がそのタイミングTs1で第１インジェクタ10a
に出力することで、第１インジェクタ10aから最少量の
燃料が噴射される。そこでこの燃料で、プラグキャップ
9aの付近に火種用の濃混合気が生成されることになり、
この濃混合気に着火されて上述の予混合気は良好に均一
燃焼し、空気利用率の高い燃焼を行うようになる。
なお、過給機等を備えたエンジンの場合で、燃料噴射
量を更に増大する制御においては、第５図（ｅ）のよう
に第１インジェクタ10aの燃料噴射量を早いタイミング
で増すこともできる。
量を更に増大する制御においては、第５図（ｅ）のよう
に第１インジェクタ10aの燃料噴射量を早いタイミング
で増すこともできる。
以上、本発明の一実施例について述べたが、これのみ
に限定されない。
に限定されない。
以上述べてきたように、本発明によれば、２サイクル
エンジンの筒内直噴式において、燃焼室に第1,第２イン
ジェクタを設置し、低，中負荷では成層燃焼すること
で、燃焼の安定性，燃費，エミッションを向上し得る。
高負荷では予混合均一燃焼することで、高出力を生じ得
る。
エンジンの筒内直噴式において、燃焼室に第1,第２イン
ジェクタを設置し、低，中負荷では成層燃焼すること
で、燃焼の安定性，燃費，エミッションを向上し得る。
高負荷では予混合均一燃焼することで、高出力を生じ得
る。
さらに、すべての運転領域でプラグキャップ付近に着
火性良好な濃混合気が生成されるので、常に安定した燃
焼が得られ、運転性，エミッション，燃費等が向上す
る。
火性良好な濃混合気が生成されるので、常に安定した燃
焼が得られ、運転性，エミッション，燃費等が向上す
る。
また、第１インジェクタは成層燃焼に、第２インジェ
クタは均一燃焼にと、それぞれ使用範囲が限定されるの
で、各インジェクタの特性を燃焼方式に適応でき、低，
中負荷の高い制御性と高負荷の燃料量確保とを同時に達
成することができ、オーバーオールでのダイナミックレ
ンジが広くなる。
クタは均一燃焼にと、それぞれ使用範囲が限定されるの
で、各インジェクタの特性を燃焼方式に適応でき、低，
中負荷の高い制御性と高負荷の燃料量確保とを同時に達
成することができ、オーバーオールでのダイナミックレ
ンジが広くなる。
さらにまた、各インジェクタの使用範囲の限定によ
り、インジェクタの使用頻度が少なくなって耐久性が向
上し、燃料噴射制御ソフトが簡素化し、高負荷域でのオ
ーバリッチ化を防止し得る。
り、インジェクタの使用頻度が少なくなって耐久性が向
上し、燃料噴射制御ソフトが簡素化し、高負荷域でのオ
ーバリッチ化を防止し得る。
第１図は本発明の２サイクルエンジンの燃料噴射制御装
置の実施例を示す全体構成図、 第２図は要部の平面図、 第３図は制御ユニットのブロック図、 第４図（ａ），（ｂ）は燃料噴射パルス幅，燃料噴射タ
イミングのマップを示す特性図，第４図（ｃ）はインジ
ェクタの特性図、 第５図は第1,第２インジェクタの燃料噴射状態を示す
図、 第６図（ａ），（ｂ）は一般の２サイクルエンジンの許
容燃料噴射期間，時間を示す図である。 ８……燃焼室、９……点火プラグ、10a……第１インジ
ェクタ、10b……第２インジェクタ、45……制御ユニッ
ト、46……運転条件判定部、47……燃料噴射パルス幅検
索部、48……燃料噴射タイミング検索部
置の実施例を示す全体構成図、 第２図は要部の平面図、 第３図は制御ユニットのブロック図、 第４図（ａ），（ｂ）は燃料噴射パルス幅，燃料噴射タ
イミングのマップを示す特性図，第４図（ｃ）はインジ
ェクタの特性図、 第５図は第1,第２インジェクタの燃料噴射状態を示す
図、 第６図（ａ），（ｂ）は一般の２サイクルエンジンの許
容燃料噴射期間，時間を示す図である。 ８……燃焼室、９……点火プラグ、10a……第１インジ
ェクタ、10b……第２インジェクタ、45……制御ユニッ
ト、46……運転条件判定部、47……燃料噴射パルス幅検
索部、48……燃料噴射タイミング検索部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｐ 13/00 ３０３ Ｆ０２Ｐ 13/00 ３０３Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/34 F02B 17/00 F02D 41/02 325 F02D 45/00 301
Claims (3)
- 【請求項１】エンジン本体の燃焼室に制御ユニットによ
り燃料噴射制御される第１インジェクタ及び第２インジ
ェクタと、点火時期制御される点火プラグを有し、 低、中負荷では、上記第１インジェクタの燃料噴射タイ
ミングを点火時期側に遅れて定め、かつ燃料噴射パルス
幅を可変制御して上記第１インジェクタのみにより燃料
噴射し、 高負荷では、上記第１インジェクタの燃料噴射パルス幅
を最小に固定し点火時期側に遅れて定め、上記第２イン
ジェクタの燃料噴射タイミングを吹き抜け限界側に進め
て定め、かつ燃料噴射パルス幅を可変制御して上記第
１、第２インジェクタにより燃料噴射するように制御す
ることを特徴とする２サイクルエンジンの燃料噴射制御
装置。 - 【請求項２】上記第１インジェクタは、燃料噴射割合の
小さい低流量型で成層燃焼に適した噴射特性のものと
し、上記第２インジェクタは、燃料噴射割合の大きい高
流量型で均一燃焼に適した噴射特性のものとすることを
特徴とする請求項１記載の２サイクルエンジンの燃料噴
射制御装置。 - 【請求項３】上記第２インジェクタによる燃料噴射は、
均一燃焼で失火を生じないような最低給気比以上の高負
荷側で制御することを特徴とする請求項１記載の２サイ
クルエンジンの燃料噴射制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220405A JP3065093B2 (ja) | 1990-08-22 | 1990-08-22 | ２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220405A JP3065093B2 (ja) | 1990-08-22 | 1990-08-22 | ２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04103855A JPH04103855A (ja) | 1992-04-06 |
| JP3065093B2 true JP3065093B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=16750604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2220405A Expired - Lifetime JP3065093B2 (ja) | 1990-08-22 | 1990-08-22 | ２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3065093B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3685103B2 (ja) * | 2001-08-02 | 2005-08-17 | 日産自動車株式会社 | 筒内直噴式エンジン |
| JP2010196506A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 筒内噴射式内燃機関 |
| JP5780033B2 (ja) * | 2011-07-21 | 2015-09-16 | 株式会社Ihi | ２サイクルエンジンおよび燃料噴射制御方法 |
-
1990
- 1990-08-22 JP JP2220405A patent/JP3065093B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04103855A (ja) | 1992-04-06 |
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